專利名稱：一種永磁諧波電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種永磁諧波電機。
背景技術：
為了解決世界能源緊張和環(huán)境污染問題，電動汽車以其高效率低排放的顯著優(yōu)點成為汽車制造廠商和研究機構的研究熱點，尤其是高效、高功率密度的輪轂電機驅動系統(tǒng)的電動汽車被認為是最先進的驅動方式。電機作為輪轂驅動汽車的核心部件，高性能的電機決定著電動汽車的快速發(fā)展。 目前輪轂驅動電動車主要有兩種電動機驅動外轉子電機和內(nèi)轉子電機。為了滿足車輪實際轉速的要求，內(nèi)轉子電機需要匹配一套復雜的行星齒輪減速機構，整個傳動系統(tǒng)的體積和重量大大增加，投資成本相應增加。除此之外，噪聲大、效率低、傳輸精度低、響應慢也是其不足之處，齒輪箱的磨損會減少系統(tǒng)的壽命和可靠性。而采用低轉速范圍高轉矩特性的外轉子型電機，由于轉速范圍復合車輪實際轉速要求，通常無須匹配減速機構，由電機外轉子直接驅動車輪。專利文獻號為CN101789667A公開了一種電動汽車外轉子復合永磁無刷輪轂電機，其包括外轉子、與外轉子相連的支撐軸、設置在外轉子內(nèi)壁的外轉子軛部、沿圓周方向均勻嵌放在外轉子軛部上的永磁體、與永磁體相連且固定在支撐軸上的調(diào)磁環(huán)、設置在調(diào)磁環(huán)和支撐軸之間且固定在支撐軸上的定子、纏繞在定子上的繞組、設置在支撐軸上的軸承和轉軸。該電機取消了磁性齒輪的內(nèi)轉子和電機的外轉子部分，直接用調(diào)磁環(huán)將磁性齒輪的外轉子的永磁體的磁場調(diào)制之后與定子磁場進行能量轉化而工作。雖然，該電機采用的調(diào)磁環(huán)與定子是相對靜止的，但就部件數(shù)量較多，導致諧波電機結構較為復雜，同時也使得生產(chǎn)工藝和裝配過程較為復雜。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術問題是解決現(xiàn)有技術的諧波電機部件數(shù)量過多，結構復雜的技術問題，從而提出一種部件數(shù)量較少，結構簡單的新型永磁諧波電機。為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種新型永磁諧波電機，包括轉子機構，所述轉子機構上設有若干永磁體；定子機構，與所述轉子機構配合；支撐機構，所述支撐機構上設有軸承組件，所述轉子機構通過所述軸承組件與所述支撐機構連接；所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上成型有調(diào)磁齒，所述調(diào)磁齒上設置有分布式繞組。上述的永磁諧波電機，所述定子機構上設有集中式繞組，且所述集中式繞組與所述分布式繞組的極對數(shù)相等，都等于所述定子繞組的極對數(shù)。上述的永磁諧波電機，所述定子機構上均勻開設有定子槽，將定子分隔成若干定子齒，每個定子齒上均勻分布若干個調(diào)磁齒，每個定子齒上設有所述集中式繞組。上述的永磁諧波電機，所述調(diào)磁齒為成型在所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上，且徑向延伸的凸起。上述的永磁諧波電機，所述調(diào)磁齒的個數(shù)等于轉子機構內(nèi)嵌所述永磁體的對數(shù)與所述定子機構繞組極對數(shù)之和。上述的永磁諧波電機，所述永磁體內(nèi)嵌于所述轉子機構上。上述的永磁諧波電機，所述轉子機構為外轉子機構，且所述定子機構為內(nèi)定子機構；或，所述轉子機構為內(nèi)轉子機構，且所述定子機構為外定子機構。上述的永磁諧波電機，所述外轉子機構包括外轉子和設于所述外轉子外部的端蓋，所述端蓋通過軸承與支撐機構連接；所述內(nèi)定子機構包括內(nèi)定子和與所述內(nèi)定子連接的軸。上述的永磁諧波電機，所述永磁體呈V型分布，且為矩形永磁體，每兩個相鄰所述 V型永磁體磁極相反。上述的永磁諧波電機，所述定子機構與所述轉子機構為同心拓撲結構，定子機構與所述轉子機構間具有氣隙。上述的永磁諧波電機，所述定子槽中設有絕緣不導磁填充部件，用于隔開所述分布式繞組和所述集中式繞組。上述的永磁諧波電機，所述永磁體為釹鐵硼永磁體。上述的永磁諧波電機，所述定子和所述轉子均采用硅鋼片疊成。上述的永磁諧波電機，所述外轉子支撐體和外轉子端蓋固定于軸承機構的外圈上。所述定子固定在軸上。上述的永磁諧波電機，所述支撐機構為筒體。ー種具有輪轂驅動電機的電動汽車，所述電機為任ー上述的永磁諧波電機。ー種具有風カ驅動電機的風カ發(fā)電機，所述風カ驅動電機為任ー上述的永磁諧波電機。上述的風カ發(fā)電機，所述集中式繞組和所述分布式繞組為正向串聯(lián)或反向串聯(lián)。本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明的永磁諧波電機，其中，所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上成型有調(diào)磁齒，所述的調(diào)磁齒上設置有分布式繞組，這種設計去除了調(diào)磁環(huán)結構，使得諧波電機內(nèi)部部件數(shù)量較少，且結構更加簡単，從而使得裝配過程簡單，另外，省掉了獨立的調(diào)磁環(huán)結構，更加減輕了整個電機的重量，縮小了電機的尺寸，有利于減少電動汽車的非簧載質量，從而提高了汽車的穩(wěn)定性和平順性。2.所述定子機構上設有集中式繞組，且所述集中式繞組與所述分布式繞組層疊布置，這種設計可以使電機在弱磁升速控制時仍保持較高的轉矩輸出能力，滿足電動汽車在高速路上時的高轉速要求；且在低速下提供比單套繞組更大的轉矩輸出，滿足電動汽車在低速或者爬坡時對大轉矩的要求。3.所述調(diào)磁齒的個數(shù)等于轉子機構內(nèi)嵌所述永磁體的對數(shù)與所述定子機構繞組極對數(shù)之和，這種設計讓產(chǎn)生的某一次諧波磁場與電機定子極對數(shù)相同而傳遞能量，使得電機定子磁極數(shù)減少，槽數(shù)減少，減小了定子槽的加工難度。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進ー步詳細的說明，其中
圖1為外轉子內(nèi)定子的諧波電機結構圖；圖2為外轉子內(nèi)定子的諧波電機的側示圖；圖3為分布式繞組分布圖；圖4為集中式繞組分布圖；圖5為外定子內(nèi)轉子的諧波電機結構圖；圖6為外定子內(nèi)轉子諧波電機的剖示圖；圖中附圖標記表示為1-轉子機構、2-永磁體、3-定子機構、4-調(diào)磁齒、5-集中式繞組、6-分布式繞組、7-絕緣不導磁填充部件、8-支撐機構、9-端蓋、10-軸承組件、11-軸；
具體實施例方式實施例1如圖1所示的永磁諧波電機，包括轉子機構1，所述轉子機構1上設有若干永磁體2 ；所述永磁體2的形狀可以為許多種，其中，優(yōu)選為矩形；永磁體2與所述轉子機構的連接關系有許多種，其中，優(yōu)選為內(nèi)嵌于所述轉子機構上，當轉子在高速轉動過程中，永磁體不易掉落；另外，所述永磁體2的分布方式可以有許多種，其中，優(yōu)選為呈V型分布，且每兩個相鄰所述V型永磁體2磁極相反；所述諧波電機還包括定子機構3，與所述轉子機構1配合，其中定子機構3與所述轉子機構1間具有氣隙；又包括支撐機構8，所述支撐機構8上設有軸承組件10，所述轉子機構1通過所述軸承組件10與所述支撐機構8連接；所述定子機構3的靠近所述轉子機構1的部分周向上成型有調(diào)磁齒4，所述的調(diào)磁齒4上設置有分布式繞組6。在本實施例中，所述轉子機構1為外轉子機構，且所述定子機構3為內(nèi)定子機構。如圖2所示，所述外轉子機構包括外轉子和設于所述外轉子外部的端蓋9，所述端蓋9 通過軸承組件10與支撐機構8連接；所述支撐機構可以為筒體，所述內(nèi)定子機構包括內(nèi)定子和與所述內(nèi)定子連接的軸11。為了使電機在弱磁升速控制時仍保持較高的轉矩輸出能力，滿足電動汽車在高速路上時的高轉速要求；且在低速下提供比單套繞組更大的轉矩輸出，滿足電動汽車在低速或者爬坡時對大轉矩的要求。可以在所述定子機構3上設置集中式繞組5，且所述集中式繞組與所述分布式繞組的極對數(shù)相等，都等于所述定子繞組的極對數(shù)。分布式繞組和集中式繞組優(yōu)選的連接方式見圖3和圖4所表示的方式連接。所述分布式繞組6與所述集中式繞組5間設有絕緣不導磁填充部件7，用于隔開所述分布式繞組6和所述集中式繞組5，如圖 1所示。為了使調(diào)磁齒的結構更加簡單，且獲得較好的調(diào)磁效果，所述調(diào)齒型為成型在所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上，且徑向延伸的凸起。為了使產(chǎn)生的某一次諧波磁場與電機定子極對數(shù)相同而傳遞能量，從而允許減少電機定子磁極數(shù)、槽數(shù)，進而減小定子槽的加工難度，所述調(diào)磁齒的個數(shù)優(yōu)選為等于轉子機構內(nèi)嵌所述永磁體的對數(shù)與所述定子機構繞組極對數(shù)之和。pr為外轉子永磁鐵的磁極對數(shù)，ns為調(diào)磁塊的個數(shù)，Ps為繞組極對數(shù)，Gr為轉子與定子磁場的轉速比。諧波電機穩(wěn)定工作時應滿足以下基本條件極對數(shù)條件pr= ris-Ps(1)
轉子定子磁場轉速比
權利要求
1.一種永磁諧波電機，包括轉子機構，所述轉子機構上設有若干永磁體；定子機構，與所述轉子機構配合；支撐機構，所述支撐機構上設有軸承組件，所述轉子機構通過所述軸承組件與所述支撐機構連接；其特征在干所述定子機構在靠近所述轉子機構的部分周向上成型有調(diào)磁齒，所述調(diào)磁齒上設置有分布式繞組。
2.根據(jù)權利要求1所述的永磁諧波電機，其特征在于所述定子機構上設有集中式繞組，且所述集中式繞組與所述分布式繞組的極對數(shù)相等，都等于所述定子繞組的極對數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的永磁諧波電機，其特征在于所述調(diào)磁齒為成型在所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上，且徑向延伸的凸起。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的永磁諧波電機，其特征在于所述調(diào)磁齒的個數(shù)等于轉子機構內(nèi)嵌所述永磁體的對數(shù)與所述定子機構繞組極對數(shù)之和。
5.根據(jù)權利要求4所述的永磁諧波電機，其特征在于所述永磁體內(nèi)嵌于所述轉子機構上。
6.根據(jù)權利要求5所述的永磁諧波電機，其特征在于所述轉子機構為外轉子機構，且所述定子機構為內(nèi)定子機構；或，所述轉子機構為內(nèi)轉子機構，且所述定子機構為外定子機構。
7.根據(jù)權利要求6所述的永磁諧波電機，其特征在于所述外轉子機構包括外轉子和設于所述外轉子外部的端蓋，所述端蓋通過軸承與支撐機構連接；所述內(nèi)定子機構包括內(nèi)定子和與所述內(nèi)定子連接的軸。
8.根據(jù)權利要求7所述的永磁諧波電機，其特征在于所述永磁體呈V型分布，且為矩形永磁體，每兩個相鄰所述V型永磁體磁極相反。
9.ー種具有輪轂驅動電機的電動汽車，其特征在于所述電機為權利要求1-8任一所述的永磁諧波電機。
10.ー種具有風カ驅動電機的風カ發(fā)電機，其特征在于所述風カ驅動電機為權利要求1-8任一所述的永磁諧波電機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁諧波電機，包括轉子機構，所述轉子機構上設有若干永磁體；定子機構，與所述轉子機構配合；支撐機構，所述支撐機構上設有軸承組件，所述轉子機構通過所述軸承組件與所述支撐機構連接；所述定子機構的靠近所述轉子機構的部分周向上成型有調(diào)磁齒，所述的調(diào)磁齒上設置有分布式繞組。這種設計去除了調(diào)磁環(huán)結構，使得諧波電機內(nèi)部部件數(shù)量較少，且結構更加簡單，從而使得裝配過程簡單，另外，省掉了獨立的調(diào)磁環(huán)結構，更加減輕了整個電機的重量，縮小了電機的尺寸，有利于減少電動汽車的非簧載質量，從而提高了汽車的穩(wěn)定性和平順性。
文檔編號H02K1/12GK102570753SQ20111045215
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者徐國卿, 武淵源, 蹇林旎 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院